低壓配電系統(tǒng)中電涌保護器SPD的選擇及安裝

1、佚名文章本站點擊數(shù)：1004更新時間：2008-1-3低壓配電系統(tǒng)中電涌保護器的選擇及安裝近年來，隨著現(xiàn)代化水平的不斷提高，民用建筑物內安裝的電子信息設備 和計算機設備越來越多，電子信息設備一般工作電壓較低，耐壓水平也很低， 極易受到雷電電磁脈沖的危害，因此設有信息系統(tǒng)設備的民用建筑物，除應考 慮防直擊雷措施外，還應考慮雷電電磁脈沖的防護措施。建立完善的雷電浪涌 過電壓保護措施是電氣工程設計的重要組成部分，為此本文提出了在實際工程 中，如何根據(jù)被保護建筑物的特點選擇電涌保護器，如何根據(jù)低壓電源系統(tǒng)的 不同形式安裝電涌保護器及有關的注意事項?？晒┕こ淘O計人員實際應用中參 考。1.電涌保護器(英文

2、縮寫為 SPD以下簡稱SPD的分類(1)開關型SPD,又稱雷電流避雷器，這種 SPD在沒有電涌時為高阻抗, 但一旦響應電壓電涌時其阻抗就突變?yōu)榈椭担米鬟@種非線性裝置的常見例子 有放電間隙，氣體放電管，閘流晶體管(可控硅)及三端雙向可控硅開關。這 類SPD有時稱為克羅巴型SPD(2)限壓型SPD,這種SPD在沒有電涌時為高阻抗，但隨著電涌電流和電 壓的增加其阻抗會不斷減小，用作這類非線性組件的例子是壓敏電阻和抑制二 極管，這類SPD有時稱為箝壓型SPD(3)聯(lián)合型SPD,這種SPD由電壓開關型部件和限壓型部件聯(lián)合組裝在一 起，根據(jù)二者的聯(lián)合參數(shù)和應用電壓特性可組合裝成具有電壓開關、限壓或這 兩

3、種特性兼有的聯(lián)合型SPD2. SPD的主要性能、指標(1)最大持續(xù)運行電壓Uc：可以持續(xù)施加于電涌保護器的最大交流有效值電壓或最大直流電壓，等于 電涌保護器的額定電壓。(2)沖擊電流limp：用于電源的第一級保護SPD反映了 SPD的耐直擊雷能力(采用 小被 形)。包括幅值電流Ipeak和電荷Q,其值可根據(jù)建筑物防雷等級和進入建筑物的 各種設施(導電物、電力線、通訊線等)進行分流計算。(3)標稱放電電流In：流過SPD的以s電流波的峰值電流，用于對 SPD做H級分類實驗或做I級分 類實驗的預處理。對于I級分類實驗In不小于15 KA,對于II級分類實驗In不 小于5KA。(4)保護電壓水平Up

4、:在標稱放電電流(In)下的殘壓，又稱SPD的最大鉗壓，對于電源保護器 而言，可分為一、二、三、四級保護，保護級別決定其安裝位置，在信息系統(tǒng) 中保護級別需與被保護系統(tǒng)和設備的耐壓能力相匹配。3.電涌保護器SPD的主要性能、指標的確定3.1 最大持續(xù)運行電壓Uc的選擇：選擇三相系統(tǒng)中的電涌保護器時，其最大持續(xù)運行電壓Uc應符合表1規(guī)定：表1 SPD的持續(xù)運行電壓Uc電涌保護器接于配電網(wǎng)絡的系統(tǒng)特征TT系統(tǒng)TN-C系統(tǒng)TN-S系統(tǒng)引出中性線的IT系統(tǒng)不引出中性線的IT系統(tǒng)每一相線和中性線間。1.1 Uo NA1.1 Uo1.1 Uo NA每一相線和PE線間。1.1 Uo NA1.1 Uo Uoa線

5、電壓a中性線和PE線間 Uoa NA Uoa Uoa NA每一相線和PEN線間。NA1.1 Uo NA NA NANA:不適用注1.Uo是指低壓系統(tǒng)相線對中性線的標稱電壓，在系統(tǒng)中，Uo=220M注2.此 表基于IEC61634-1修改版1。a這些值對應于最嚴重的故障狀況，因而沒有考慮10%的余量。3.2 SPD的電壓保護水平 Up的選擇：最大電涌電壓，即SPD的最大箝壓（Up）加上其兩端的引線的感應電壓 （UL）應與所屬系統(tǒng)的基本絕緣水平和設備允許的最大電涌電壓相一致，即：Up+UL較備耐沖擊過電壓水平。無論對遠處雷擊，直接雷擊或操作過電壓， 均不應大于表2中的H類,即對于22電氣裝置Up值

6、不應大于2.5kV。采用接線形式2 （注：見本文第4部分）時，接于相線與PE線之間的SPD的總保護水平也應符合 上述要求。表2 220V/380V三相配電系統(tǒng)的各種設備絕緣耐沖擊過電壓額定值設備位置電源處的設備配電線路和最后分支線路的設備用電設備特殊需要 保護的設備耐沖擊過電壓類別IV類m類II類I類耐沖擊電壓額定值6 kV 4kV2.5 kV1.5 kV注：i類-需要將瞬態(tài)電壓限制到特定水平的設備；n類-如家用電器、手提工具及類似負荷；田類-如配電盤、斷路器、布線系統(tǒng)（包括電纜、母線、分線盒、 開關、插座）及應用于工業(yè)設備和一些其他設備如永久接至固定裝置的固定安 裝的電動機。IV類-如電氣計

7、量儀表、一次線過流保護設備、波紋控制設備。3.3 SPD的雷擊沖擊電流Imp及標稱放電電流I n的確定：（1）在已具備防雷裝置的情況下使用 SPD防止直接雷擊或在建筑物臨近處 被雷擊引起的瞬態(tài)過電壓時，應根據(jù)雷電防護區(qū)分區(qū)的原則選用I級試驗、II級試驗、出級試驗的SPD確定SPD的雷擊沖擊電流Imp一般應進行分流計算（計算方法參見防雷規(guī) 范條文說明第6.4.7條）。當電流值計算無法確定時，其雷擊沖擊電流不應小于表3中所列指標。表3 SPD的標稱放電電流和雷擊沖擊電流雷電防護分區(qū)交界面接在每一保護模式通路上的SPD接在中性線和PE線之間的SPD試驗類別三相系統(tǒng)單相系統(tǒng)PZ0A區(qū)或LPZ0B區(qū)與L

8、PZ1區(qū)雷擊沖擊電流 "s,12.5kA雷擊沖擊電流Imp10/350區(qū)s,50kAt擊沖擊電流 區(qū)s,25kA級分類試 驗LPZ1區(qū)與LPZ2區(qū)標稱放電電流 s s,5kA標稱放電電流s s,20kA標稱放電電流ws,10kAII級分類試驗LPZ2區(qū)與其后續(xù)防雷區(qū)標稱放電電流 s s,3kA標稱放電電流s s,12kA標稱放 電電流ws,6kAII級分類試驗注1:表中的雷擊沖擊電流Imp值規(guī)定引自IEC60364-5-534過電壓保護器 注2:表中的分類試驗的定義見防雷規(guī)范附錄八。(2)在建筑物電氣裝置中使用 SPD限制從電源系統(tǒng)傳來的大氣瞬態(tài)過電壓(由間接的，遠處的雷擊引起的)和

9、操作過電壓時，可選用 II級分類試驗的SPD及必要時加裝田級分類tO僉的SPD符合II級、m級分類試驗的SPD的標稱 放電電流I n不應小于表3中所列指標。4. SPD在低壓電源系統(tǒng)中的安裝及接線4.1 裝置的電源進線端或其附近裝設 SPD寸，應在下面所列的各點之間裝 設：(1)當在電源進線端，中性線與 PE (保護線)直接相連或沒有中性線時， 接在每一線與總接地端子或總保護線之間，取其路徑最短者。接線參見圖1。1-裝置的電源；2-配電盤；3-總接地端或總接地連接帶；4-電涌保護器(SPD ； 5-電涌保護器的接地連接，5a或5b; 6-需要保護的設備；7-PE線與N 線的連接帶；F-保護電涌

10、保護器推薦的熔絲、斷路器或剩余電流保護器；RA本裝置的接地電阻；RB供電系統(tǒng)的接地電阻圖1 TN系統(tǒng)中的SPD安裝(2)當在電源進線端，中性線與 PE (保護線)不直接相連時：接線形式1:接在每一相線與總接地端子或總保護線之間，和接在中性線與總接地端子或總保護線之間，取其路徑最短者。接線參見圖2。1-裝置的電源；2-配電盤；3-總接地端或總接地連接帶；4-電涌保護器(SPD ; 5-電涌保護器的接地連接，5a或5b; 6-需要保護的設備；7-剩余電流 保護器，應考慮通雷電流的能力；F-保護電涌保護器推薦的熔絲、斷路器或剩余 電流保護器；RA本裝置的接地電阻；RB供電系統(tǒng)的接地電阻圖2 TT系統(tǒng)

11、中SPD安裝在剩余電流保護器的負荷側接線形式2:接在每一相線與中性線之間和接在中性線與總接地端子或總保 護線之間，取其路徑最短者。接線參見圖 3。1-裝置的電源；2-配電盤；3-總接地端或總接地連接帶；4-電涌保護器(SPD ； 5-電涌保護器的接地連接，5a或5b; 6-需要保護的設備；7-剩余電流 保護器，可位于母線的上方或或下方；F-保護電涌保護器推薦的熔絲、斷路器或剩余電流保護器；RA本裝置的接地電阻；RB供電系統(tǒng)的接地電阻圖3系統(tǒng)中電涌保護器安裝在SPD的電源側在低壓配電系統(tǒng)的電源進線端或其附近裝設 SPD的安裝要求見表4。表4 SPD的安裝要求電涌保護器接于電涌保護器安裝點的系統(tǒng)特

12、點TT系統(tǒng)TN-C系統(tǒng)TN-S系統(tǒng)引出中性線的IT系統(tǒng)不引出中性線的IT系統(tǒng)裝設依據(jù)裝設依據(jù)接線型式1接線型式2接線型式1接線型式2每一相線和中性線間。+ NA + + NA每一相線和PE線間。-NA NA NA NA 中性線和PE線間 NA NA每一相線和 PEN線間。NA NA NA NA NA NA NA相線 + + + + + + + +5.低壓電源系統(tǒng)中SPD的選擇及安裝位置5.1 信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖的防護應按其所處的建筑物條件、信息設備的重 要程度、發(fā)生雷擊事故嚴重程度等進行雷擊風險評估，將信息系統(tǒng)雷擊電磁脈 沖的防護分為A、B、C、D四級，分別采用相應防護措施:A級:宜在低壓系

13、統(tǒng)中采取3-4級SPM行保護。B級:宜在低壓系統(tǒng)中采取2-3級SPM行保護。C級:宜在低壓系統(tǒng)中采取2級SPM行保護。D級:宜在低壓系統(tǒng)中采取1級或以上SPD進行保護。說明風險評估計算方法參見IEC61662雷擊損害風險的評估。5.2 SP應電源系統(tǒng)中的安裝位置如下:(1)在LPZ0A區(qū)和LPZ0B區(qū)與LPZ1區(qū)交界面處連續(xù)穿越的電源線路上應 安裝符合I級分類試驗的SPD如總電源進線配電柜內、配電變壓器的低壓側主配電柜內、引出至本建筑物防直擊雷裝置保護范圍以外的電源線路的配電箱 內。(2)在LPZ0B區(qū)與LPZ1區(qū)交界面處穿越的電源線路上應安裝符合 II級分 類試驗的SPD如引出至本建筑物防直擊雷裝置的保護范圍之內的屋頂風機、 屋頂廣告照明的電源配電箱內。(3)當電源進線處安裝的電涌保護器的電壓保護水平加上其兩端引線的感 應電壓保護不了該配電箱供電的設備時，應在該級配電箱安裝符合II級分類試驗的SPD其位置一般設在LPZ1區(qū)和LPZ2區(qū)交界面處。如：樓層配電箱、計算機中心、電信機房、電梯控制室、有線電視機房、樓宇 自控室、保安監(jiān)控中心、消防中心、工業(yè)自控室、變頻設備控制室、醫(yī)院手術 室、監(jiān)護室及裝有電子醫(yī)療設備的場